基于DC-DC升压和LC振荡的叠层压电陶瓷驱动电源研究

根据叠层压电陶瓷的大容性负载特性,在电路分析的基础上提出了基于DC-DC升压变换器和LC振荡的驱动控制电源,在驱动电路中加入偏置电压,使输出电压在-20 V到100 V之间,满足叠层压电陶瓷的驱动要求.将此驱动器用于压电直线电机,电机运转平稳,电路功耗小,通过匹配不同的电感实现了宽频率范围驱动.     

双弯曲行波旋转型超声波电机的设计

根据超声换能器的原理及设计理论,研究圆柱定子双弯曲行波型超声波电机的驱动机理及设计方法.分别测试激励频率、驱动电压和预压力对超声波电机样机转速特性的影响.结果表明,输入信号频率偏离谐振频率越大,转速下降越多,频率可调范围较小,同时电机转速对输入信号频率变化较为敏感;电机的输出转速随驱动电压变化趋势有明显的近似线性关系;预压力对超声波电机的输出特性有较大的影响.     

LLCC电路在压电陶瓷变压器上的应用

结合压电陶瓷变压器的特点,介绍了压电陶瓷变压器的等效电路.为了使压电陶瓷变压器获得良好的工作性能,必须使其工作在固有谐振频率并有良好的阻抗匹配,因此提出了将LLCC谐振电路应用在压电陶瓷变压器上的方法,并对该电路的特性进行了分析.分析表明,LLCC谐振电路能满足在压电陶瓷变压器的应用,并且根据其固有谐振频率的大小,可以推算出阻抗匹配电路的参数.     

交叉双环LED驱动电源的研究

LED是一种非常敏感的半导体照明器件,故需要性能优越的驱动电源。该文针对LED的特性,提出了创新的交叉双环LED驱动电源,该设计利用双运放LM358芯片进行电流电压交叉控制以达到优秀的输出特性。文章首先分析了电路的原理,然后利用Matlab软件对控制策略的幅频特性和相频特性进行了分析,证明所提出设计的稳定性,并论述了相关优点及参数计算。电路采用BUCK拓扑结构,以及LM358芯片实现交叉双环控制,可精确控制LED驱动电源的输出电压和电流。Simulink仿真结果及实验结果验证了此电路的可行性和可靠性。     

一种实用超声马达驱动电路的设计和制作

超声波马达是一种借助摩擦传递弹性超声波振动以获得动力的驱动结构。超声波马达需要专用电源供电,在实验室中只要具有信号发生及放大装置即可满足这个要求,而当马达作为某个装置的部件时,就需要配置专用的可移动电源器。针对实验室利用压电材料所研制的新型超声波马达,设计和制作出了一种专用驱动电路。该驱动电路由干电池提供直流电源,产生频率范围为10-100kHz,电压峰峰值为0-180V可调的超声波信号。实验结果表明,研制的电路性能稳定,能方便地驱动超声波马达,并良好运转。     

超声旋转行波马达研究

采用解析法求解了环形行波超声马达定子振动的幅频特性，并在此基础上，依据马达转子的动力学方程，建立了定子与转子间的接触数学模型，从理论和实验两个方面分析了输入激励电源频率及电压大小变化对马达输出机械特性的影响，结果表明，超声马达的输出特性与激励电源的参数密切相关，在谐振频率附近，马达的阻转力矩和输出转速都有较大增加，增加驱动电压，阻转力矩和输出转速将单调增大。     

液体媒质超声波电机驱动系统

为获得液体媒质超声波电机的最佳性能,针对其特点设计了驱动电路,由反向器构成的自激多谐振荡器产生频率可调的脉冲信号,将该信号作移相处理,产生 4路依次相差 90°的方波信号,驱动两路推挽功放主电路.利用设计的电路测得电机的实际驱动电压波形.该电路易于调节和控制,可满足对液体媒质超声波电机驱动和控制的要求.     

纵弯复合模式直线型超声波电机研究与实验

研究了纵-弯模式直线型超声波电机的驱动机理,设计制作了一台输出大力矩的纵-弯复合模式直线型超声波电机样机,并进行了实验测试,绘制了在一定的预压力、预紧力和驱动电压时候激励频率与速度的关系曲线,在一定的预紧力、预压力和激励频率下驱动电压与速度的关系曲线以及预紧力、激励频率和驱动电压一定情况下预压力与速度的关系曲线,并对实验结果进行了分析。实验结果表明,这种新型结构电机充分体现了超声波电机良好的性能特点,特别是能输出较大的转矩,具有良好的应用前景。     

分数阶RLαCβ串联谐振及电路仿真实验

【目的】分析和总结分数阶RLαCβ串联电路在谐振态及邻近态的特性。【方法】首先推导出谐振频率、品质因数、谐振态阻抗及电感和电容两端电压表达式,并进行了简要分析;其次,对阻抗模幅频特性、相频特性、电流及电压幅频特性进行了理论分析及数值仿真分析,得到一些基本结论;最后,用分抗链设计的等效分数阶电容模型及模拟电感方法设计的分数阶电感模型实现了该系统的仿真电路。【结果】Multisim 仿真结果与数值仿真分析基本一致,验证了相关结论的正确性。【结论】分数阶谐振更具普遍意义,谐振特性依赖于元件参数及分数阶次数,在奇数阶次附近特别敏感,随阶次变化,会出现电路感性和容性调换等现象。
     

分数阶RL_αC_β串联谐振及电路仿真实验

【目的】分析和总结分数阶RL_αC_β串联电路在谐振态及邻近态的特性。【方法】首先推导出谐振频率、品质因数、谐振态阻抗及电感和电容两端电压表达式,并进行了简要分析;其次,对阻抗模幅频特性、相频特性、电流及电压幅频特性进行了理论分析及数值仿真分析,得到一些基本结论;最后,用分抗链设计的等效分数阶电容模型及模拟电感方法设计的分数阶电感模型实现了该系统的仿真电路。【结果】Multisim仿真结果与数值仿真分析基本一致,验证了相关结论的正确性。【结论】分数阶谐振更具普遍意义,谐振特性依赖于元件参数及分数阶次数,在奇数阶次附近特别敏感,随阶次变化,会出现电路感性和容性调换等现象。     

驱动行波谐振电机的模糊神经网络控制系统

用模糊神经网络（NN）系统来控制USM特殊电机,可很好地控制USM电机的转子位置,模拟神经网络系统可以在线学习变化速率,也能有效地减少参数变化的影响及外部干扰,此系统可获得精确的轨迹响应。     

基于虚拟仪器的超声电机瞬态特性测试系统

超声电机（Ultrasonic Motor,简称USM）是近二十年发展起来的一种全新原理的电机。超声电机瞬态特性测试是实现其瞬态控制的基础。基于虚拟仪器技术,设计硬件触发电路、软件滤波和数据采集、测试、分析系统,克服以往硬件和软件设计带来的误差,实现了对超声电机启动和关断的速度曲线和响应时间等参数的准确测试。经试验证明,超声电机具有毫秒级的响应时间,同时检测系统结构简单,具有一定的通用性和可行性。     

振子齿对驻波型直线超声电机振动模态的影响

本文对一类直线型驻波超声电机振子的振动模态进行了系统的分析,讨论了定子齿的位置、几何尺寸对直线型超声电机的固有频率、振型的影响,为该类驻波型直线超声电机的设计提供了理论依据。     

新型行波超声电机设计

提出了一种柱面驱动的新型超声电机,这种新型结构增大定转子之间的接触面积,不同于以往圆板或圆环行波超声电机的定转子间在以波峰为中心的球形区域接触,而是采用以圆柱母线为中心的矩形区域接触,从而提高了电机的转矩.运用ANSYS9.0对定子的振型进行模态及瞬态分析,并运用振动理论推导了电机的运动学方程,通过实验测试了该电机的性能.     

直线超声波电机伺服系统建模及鲁棒控制

为解决超声波电机精确建模的问题,将二阶传递函数作为名义模型,通过频域辨识建立超声波伺服系统的线性模型.引入干扰观测器,以抑制各种外部力扰动,并增强伺服系统对参数变化的鲁棒性.以直线超声波电机为例进行仿真和实验,结果表明,控制方法对外部力扰动和参数变化均具有很强的鲁棒性,可以提高超声波电机的运动控制精度.     

模糊神经网络在超声马达位置控制中的应用

提出了利用模糊神经网络控制器 (FNN)实现对超声马达位置进行控制的方法 ,并提出适应法则进行在线训练 ,以减小由于参数的不确定性和外部干扰对超声马达所产生的影响 ,提供了FNN控制器的结构图。仿真与实验研究表明 ,FNN控制器能够实现对超声马达位置的精确控制     

基于DSP的超声波电机步距角检测机构和步进定位控制

为了实现小型超声波电机的位置控制,提出了一种采用永磁体和霍尔元件的步距角检测机构,并介绍了基于DSP的超声波电机步进定位控制系统.该步进定位控制系统具有结构简单、精度高和可靠等特点.     

一种行波超声波电机低速控制的方法

通过有限元方法分析频率、电压、相位差3种调节方式对定子振型影响.结果表明:当驱动频率远离工作模态的谐振频率时,由于非工作模态对定子振型的影响,电机低转速运行会出现不连续现象;过低的相位差则会造成定子应力集中,影响电机寿命;在电机低转速运行时,通过电压调节则可以避免以上问题.以直径60mm行波超声波电机为例,通过构建以DSP芯片TMS320F2812为核心的控制器,进行实验验证,实现电压调节时的电机低转速控制.     

超声电机驱动电源频率跟踪系统的研究

本文在研究超声电机对双相驱动电源的特殊要求的基础上,设计了一套针对超声电机驱动电源用的频率跟踪系统,同传统的超声电机用的双相电源中的频率跟踪系统相比,此系统具有可以在一定范围内测试出超声电机的谐振频率点,并能准确跟踪到谐振频率点的变化等优点.